Шинное реле постоянного тока

 

ОП Ис А

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сви (22)Заявлено 0407 75 (21) с присоединением заявки 1че (23) Приоритет

1 Н 83/20

Икударстееииый комитет

СССР ао делам иэооретений н открытий

Опубликовано 05.01.80.

Дата опубликования on

К 621318.

088 8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Пупынин, Л. К. Скурыгин, А. Г. Макаров, В. И. Жуков и Н. С. Кузнецов (7! ) Заявитель (54) ШИННОЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам релейной защиты, в частности, к реле постоянного тока, н может быть использовано в системах защиты фидеров электрифицированных железных дорог, метрополитена и других потребителей, номинальные токи которых лежат в пределах

5 от 4000 до 15000 А, соизмеримы с токами короткого,замыкания или даже больше их, а скачки тока при пуске меньше минимального скачка тока при коротком замыкании

Известны реле тока, коммутирующий элемент которых выполнен в виде магнитоуправляемого контакта (геркона), предназначенные для работы в схемах автоматики и устанавливаемые в электрических цепях постоянного тока .(11.

l5

Недостаток известных реле заключается в том, что они могут быть выполнены лишь на малые токи срабатывания (б30-3000 А) и не реагируют на скачки тока.

Естественно, что для защиты, указанных выше потребителей реле этого типа непригодны, Известно также шинное реле постоянного тока, содержащее фигурный магнитопровод с ярмом и полюсами и коммутирующий элемент, размещенный между полюсами фигурного магнитопровода и отделенный от полюсов зазорами (2), Однако указанное устройство также может быть выполнено лишь на малые токи срабатывания и не реагирует на скачки тока.

Целью изобретения являются увеличение тока срабатывания и возможность реагирования на величину приращения тока.

Для достижения указанной цели предложенное шинное реле постоянного тока снабжено катушкой и ферромагнитным шунтом с зазором в его средней части, катушка размещена на ярме фигурного магнитопровода, токоведущая шина расположена с внешней стороны фигурного магнитопровода вблизи ярма с катушкой, а между коммутирующим элементом и ярмом с катушкой расположен ферромагнитный шунт с зазором в его средней части, причем величина этого зазора намного меньше величины зазоров, отделяющих полюса фигурного магнитопровода от коммутирующего элемента.

Кроме того, указанное шинное реле постоянного тока может быть снабжено диодом, включенным в цепь катушки.

3 70843

На фиг.1 - принципиальная схема предложенного реле; на фиг. 2 - его вид сверху; на фиг. 3 - один из вариантов выполнения предложенного реле и коммутирующего элемента; на фиг.. 4 - зависимость скачка тока от величины тока, предшествующего скачку.

Шинное реле постоянного тока (фиг.1) состоит нз токоведущей шины l, на некотором расстоянии от которой размещен фигурный

I магнитопровод 2, на ярме магнитопровода !О размещена катушка 3, замкнутая íà регулируемый резистор 4, между полюсами магнитопровода размещен коммутирующий элемент 5, отделенный от полюсов магнитопровода немагнитными зазорами 6, а между коммутирующим 15 элементом и ярмом фигурного магнитопровода расположен магнитный шунт 7 с немагнитным зазором 8 в середине. Величина зазора 8 много меньше величины зазоров б, Магнитопровод 2 вместе с коммутирующим элементом 5 может 20 поворачиваться вокруг оси 9 относительно токоведущей шины на угол а (фиг.2), Описанная выше форма магнитопровода 2 и соотношение зазоров 8 и 6 необходимы, с одной стороны, для обеспечения большой посто- ;.25 янной времени затухания потока Фк, создаваемого катушкой 3, а, с другой стороны, для максимапьного экранирования коммутирующего элемента 5 от потока, создаваемого током в токоведущей шине 1. Поток Фк появляется лишь в момент изменения тока в шине, как ответная реакция катушки 3 на изменение пронизывающего ее потока Ф, пропорционального току в шине (фиг. и 2). Большая постоянная времени затухания потока Фк обеспечивает его пропорциональность скачку тока в токоведущей шине. Поскольку поток Фк, замыкающийся через коммутирующий элемент 5, является частью потока Фк, то, таким образом, и поток Фк оказывается пропорциональным

1 скачку тока в шине. Это и обеспечивает реагирование реле также и на величину скачка тока.

В то же время экранирование коммутирующего элемента магнитопроводом 2 ослабляет 45 воздействие на него потока, создаваемого током в токоведущей шине и, тем самым, способствует расширению диапазона токов срабатывания.

Предложенное реле работает следующим обра-so зом.

Коммутирующий элемент чувствителен к величине магнитного потока и срабатывает, как только поток через него достигнет опре деленной величины. В общем случае этот по- 55 ток образован двумя составляющими: боковым потоком Фб, пропорциональным току в шине и попадающим в коммутирующий элемент 5 сбоку, минуя магнитопровод 2, от неэкранированных последним участков:пины, и потоком катушки Фк, который в силу данных выше объяснений пропорционален скачку тока в шине.

Наличие двух составляющих потока через коммутирующий элемент делает реле чувствительным как к величине тока, так и к величине скачка тока. Меняя сопротивление резистора 4 и утол поворота а магнитопровода 2 относительно шины 1 можно менять соотношение между составляющими потока через коммутирующий элемент и их абсолютные величины и, тем самым, менять уставку шинного реле постоянного тока, делая данное реле более чувствительным или к величине, или же к скачкам тока.

Реле (фигЗ) состоит иэ токоведущей шины, на некотором расстоянии от которой размещен фигурный магнитопровод 2; на ярме магнитопровода размещена катушка 3, замкнутая на регулируемый резистор 4 через диод 10, между полюсами магнитопровода размещен коммутирующий элемент, состоящий иэ магнитоуправляемого контакта 11 и магнитного шунта 12, отделенный от полюсов магнитопровода немагнитными зазорами 6, а между коммутирующим элементом и ярмом магнитопровода расположен магнитный шунт 7 с немагнитным зазором

8 в середине. Величина зазора 8 много меньше величин зазоров 6. Магнитопровод 2 вместе с коммутирующим элементом может поворачи. ваться вокруг оси 9 на утол а относительно токоведущей шины 1.

Реле работает как описанное выше реле на фиг.1, однако наличие диода делает характеристики реле более избирательными. Благодаря диоду реле реагирует только на скачки увеличивающегося тока. В то же время скачки спадающего тока не вызывают временного загрубления уставок реле.

Характеристики реле (фиг.4) представлены в виде зависимостей скачка тока, необходимого для срабатывания реле AI> от величины гока, предшествующего скачку 1. Каждая характеристика соответствует определенной .постоянной времени изменения тока в шине Тс.

В качестве коммутирующего элемента, кроме магнитоуправляемого контакта с шунтом, могут быть использованы другие элементы, чувствительные к величине магнитного потока, например, магниторезисторы, датчики

Холла и другие.

Данное взаимное расположение токоведушей шины, магнитопровода и коммутирующего элемента обеспечивает в предложенном реле получение больших токов срабатывания 1у при отсутствии скачков тока (до 15000) .

Дополнение магиитопровода магнитным шунтом с малым зазором в середине и катушкой, размещенной на ярме магнитопровода, обеспечивает реакцию реле также и на скачок

708432 тока. Величина скачка тока, вызывающая срабатывание реле, зависит от тока, предшествующего скачку и постоянной времени его изменения. Реле с такими характеристиками могут быть очень эффективно использованы для защиты электрических железных дорог постоянного тока, в случае, если токи нагрузки очень велики, соизмеримы или даже (5ольше токов короткого замыкания, но если при этом скачки тока нагрузки меньше минимального скачка тока при коротком замыкании.

Включение диода в цепь катушки делает характеристики реле еще более избирательными, не позволяет скачкам спадающего тока временно загрублять уставки реле.

Формула изобретения

1. Шинное реле постоянного тока, содержащее фигурный магнитопровод с ярмом и полюсами, коммутирующий элемент, размещенный между полюсами фигурного магнитопровода и отделенный от полюсов зазорами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения тока срабатывания и обеспечения возможности реагирования на величину приращения тока, оно снабжено катушкой и ферромагнитным шунтом с зазором в его средней части, катушка размещена на ярме фигурного магнитопровода, токоведущая шина расположена с внешней стороны фигурного магнитопровода вблизи ярма с катушкой, а между коммутирующим элемен10 том и ярмом с катушкой расположен ферромагнитный шунт с зазором в его средней части, причем величина этого зазора намного меньше величины зазоров, отделяющих полюса фигурного магнитопровода„от коммутирующего эле15 мейта.

2. Шинное реле по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено диодом, включенным в цепь катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 319969, кл. Н 01 Н 51/28, 1973.

2. Патент США Р 3569880, кл. 335-204, 1971.

708432

Тс «4л с За

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 8507/48 Гираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тс- а4

4«о

Составитель С. Гордон

Техред Н. Бабурка Корректор Н. Горват

Филиал IIHII "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4